Учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по специальностям 050901 Организация перевозок, дорожного движения и эксплуатация транспорта

• Название: Учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по специальностям 050901 Организация перевозок, дорожного движения и эксплуатация транспорта
• Дата: 04.02.2023
• Размер: 1.83 Mb.
• Имя файла: de38a69.docx
• Тип: Учебное пособие; #920271
• страница: 30 из 54

Классификация и основные типы автомобильных тренажеров

Первые автомобильные тренажеры появились в начале 20-х годов нынешнего столетия. За это время создано много разнообразных конструкций, в том числе имеются стенды, оборудованного на шасси обычного автомобиля, которые дают возможность устранить затруднения, возникающие у обучаемого при переходе с учебного на работающий автомобиль. Выпускается оборудование для группового обучения в классе, с помощью которого обеспечивается имитация реального движения, причем наличие механизмов, регистрирующих ошибки обучаемых, ускоряет процесс обучения. Имеются также приспособления макетного типа, имитирующие движение автомобиля на дороге при помощи миниатюрных макетов автомобиля и дороги и другие конструкции. С помощью тренажеров производится как первоначальное обучение, т.е. отработка навыков манипуляция рычагами и педалями управления автомобилем, так и обучение навыкам восприятия и оценки ситуации на дороге.

Тренажеры дают возможность концентрации внимания учащегося только на рычагах управления, а не на дорожной ситуации, что необходимо при последующем этапе обучения автоматизму в процессе движения. Ряд тренажеров дает возможность осуществлять психологическую водителей, вырабатывать необходимое восприятие оценку дорожной ситуации и «своего места» на дороге как участника движения.

Обучение на тренажере экономически выгодно не только с точки зрения качественной подготовки водителей, но и потому, что позволяет снизить затраты за счет сокращения числа мастеров производственного обучения при том же количестве обучаемых и создает возможность уменьшения затрат на содержание учебных автомобилей, экономии топлива, масел и других материалов.

Наибольшая экономия достигается при применении групповых тренажеров, когда один мастер обучает одновременно нескольких учащихся. Однако даже применение одиночного тренажера экономически целесообразно. Совершенно очевидно, что наибольший ущерб материальной части причиняется именно на первых этапах обучения из-за неумелых действий учащихся. Это приводит к повышенному износу деталей, а за частую и к их поломке. С другой стороны, опасения мастера обучения, за сохранность учебного автомобиля невольно передается и учащемуся, который и без того постоянно находится во власти действительной и мнимой опасности, возникающей на дороге. Применение тренажера позволяет уменьшить психическую нагрузку учащегося, повысить его успеваемость на первом этапе и сократить износ учебного автомобиля.

В основу классификации тренажеров в настоящее время обычно кладут характер навыков, формируемых у обучаемого, что позволяет разделить тренажеры на следующие группы: тренажеры для формирования сенсомоторных навыков, тренажеры для формирования умственных навыков, тренажеры смешанного типа.

Согласно этой классификации автомобильные тренажеры до недавнего времени относились ко второй группе, т.е. к тренажерам, предназначаемых для формирования и тренировке сенсомоторных навыков.

Однако современные условия дорожного движения ставят перед педагогами более сложные задачи, выходящие за рамки тренировок только сенсомоторной деятельности. Наряду с требованием повышения техники вождения автомобилей приобретают большое значение элементы быстрого восприятия и переработки дорожной информации.

Для работы водителя современного автомобиля большое значение имеет быстрота, точность и координированность движений. Однако не меньшее значение для управления имеет и умственная деятельность водителя, направленная на прогнозирование дорожной обстановки. Поэтому современные автомобильные тренажеры должны быть отнесены к третьей группе, т.е. к группе тренажеров, предназначенных для формирования как умственных, так и моторных навыков.

По назначению современные тренажеры можно разделить на функциональные и комплексные. Функциональные тренажеры позволяют узнавать и тренировать отдельные функции, вырабатывая необходимый навык или отдельные его элементы. Комплексные тренажеры используются для формирования комплекса навыков.

Большинство автомобильных тренажеров относится к комплексному типу и используется с целью обучения управлению автомобилем, изучения поведения водителей в определенных условиях их деятельности, выявления к способностей к вождению автомобилей, обучения водителей к выполнению необходимых действий в сложных дорожных ситуациях.

По конструкции и способу воспроизведения дорожной обстановки автомобильные тренажеры разделяют следующим образом: теневые, с подвижным полотном дороги, телевизионные, кинотренажеры. По конструкции основания различают тренажеры с подвижным и неподвижным основанием. По количеству учащихся, обучаемых одновременно, различают тренажеры одноместные (индивидуальные) и многоместные (групповые).

1. 
   Теневые тренажеры. Весьма распространенным является теневой тренажер, или тренажер с теневой проекцией. Такие тренажеры существуют как в нашей стране, так и за рубежом.
   

Дорожная обстановка в тренажерах этого типа воспроизводится с помощью теневой проекции. Для этого может быть использован сферический диск с нанесенными на нем улицами и площадями или макет местности. Точечный источник света располагается обычно неподвижно, а макет местности перемещается, подчиняясь управляющим действиям учащегося. Теневые тренажеры отличаются большой свободой выбора направления и скорости движения и позволяют отрабатывать движение по прямой, повороты, движение задним ходом и другие элементы вождения автомобиля. Они обеспечивают довольно полный эффект присутствия учащегося в среде движения, хорошо моделируют обратную связь в отношении скорости и направления движения. С помощью теневого тренажера можно воспроизводить движение автомобиля как в условиях городских улиц при отсутствии других участников движения, так и на загородных дорогах.

В оптическую систему теневого тренажера входят три элемента: источник света, оттеняемый макет или рисунок и экран. Качество изображения определяется резкостью полутеней на границы картины и зависит от расстояния между макетом экраном и от размеров точечного источника света. Оценку разрешающей способности теневого проектора удобно производить с помощью прозрачного трафарета (миры), на которой нанесены непрозрачные линии различной толщины. Миры могут быть радиальными и линейными (рис. 7.1).

Макеты местности могут быть выполнены как на прозрачной, так и на зеркальной основе

(рис. 7.2).

При проектировании и изготовлении теневого тренажера нужно точно рассчитать масштаб макета местности. Масштаб макета выбирают в зависимости от размеров источника света, тем мельче должен быть масштаб макета. При существующих точечных источниках света (например, автомобильная лампа) разрешающая способность теневого проектора получается удовлетворительной при масштабе 1:100.

Типичным представителем тренажеров с теневой проекцией является тренажер чехословацкого производства АТ-70. Этот тренажер состоит из модели автомобиля, для теневой проекции в виде диска с нанесенным на нем участком местности, пульта мастера и экрана.

Пульт мастера производственного обучения вождению представляет собой стол, на котором помещены контрольные приборы (на один пульт может быть включено до четырех рабочих мест). Мастер обучения технике вождения автомобиля имеет возможность одновременно связаться со всеми учащимися сразу или с каждым в отдельности.




а - радиальная; б - линейная

Рисунок 7.1 – Проекция Рисунок 7.2 – Теневой тренажер АТ-70 Мастер обучения контролирует: скорость обучения, включение передач, действия

педалями сцепления, тормоза и управления подачей топлива и рычагом ручного тормоза, действия указателями поворотов. Кроме того, контролируется отклонение от заданного направления движения (отмечается количество отклонений).

В качестве модели местности может быть использован не только прозрачный диск с нанесенным на нем рисунком, как это имеет место в описанном тренажере. Успешно применяются для этой цели макеты местности в определенном масштабе. Все элементы улицы и близлежащие застройки размещены при этом на тонкой сетке, которая также движется под управлением учащегося.

Встречаются конструкции теневых тренажеров, в которых модель автомобиля устанавливается ведущими колесами на беговые барабаны, что позволяет имитировать динамические нагрузки на трансмиссию и двигатель.

Теневой тренажер АРТ-65 (Чехословакия) (рис. 7.3, 7.4) имеет пять учебных мест, пульт мастера обучения и устройства для теневой и кинопроекции. Две кабины установки АРТ-65 имеют связь с теневой проекцией, с помощью которой формируются первоначальные навыки. В киноварианте все пять кабин тренажера (пять учебных мест) обращены к киноэкрану.

Теневой тренажер является хорошим учебным средством при первоначальной подготовке учащихся по технике вождения грузового или легкового автомобиля. Его главное достоинство заключается в четкой обратной связи, благодаря которому даже опытный воитель забывает, что он находится за рулем модели автомобиля, а не за рулем автомобиля.

Вместе с тем всем теневым тренажерам свойственны некоторые недостатки, например условность изображения и невозможность воспроизведения других участников движения (пешеходов, встречных и попутных автомобилей). Кроме того, крупным в методическом отношении недостатком является невозможность задания обучаемому строго определенной программы и отработки им конкретных приемов в течение данного занятия. Такая программа может быть детально разработана заранее и хорошо понятна учащимся, однако, одна ошибка, допущенная им в ходе занятий, может коренным образом изменить последующее чередование дорожных ситуаций и намеченную программу. Пусть, например, на предстоящем занятии предполагается отработка разгонов с последующим торможением. Для этого на макете местности устанавливаются соответствующие знаки – места остановок. При этом из-за ограниченной площади диска число прямолинейных участков дороги невелико и учащемуся приходится много раз повторять пройденное на протяжении маршрута. Если сидящий за рулем ошибется и на одном из перекрестков повернет не в ту сторону, которая намечена

первоначальным маршрутом, то весь дальнейший путь его следования изменится. Может оказаться, например, так, что он будет двигаться по маршруту в обратном направлении и дорожные знаки будут расположены не на правой, а на левой стороне дороги. Если мастер заметить ошибку в действиях учащегося, то он должен подать команду «стоп», прервав движение, и заставить учащегося «вернуться» задним ходом на то же место дороги, где была совершена ошибка. Это связано с большой потерей времени и при групповых занятиях сильно осложняет учебный процесс.

1 - экран теневой проекции; 2 - пульт управления; 3 - киноэкран; 4 - кинопроектор, 5 -неподвижные кабины; 6 - устройство теневой проекции; 7 - кабины, поворачивающиеся на 180
Рисунок 7.3 - Тренажер АРТ-65


Рисунок 7.4 - Пульт управления тренажера- установки АРТ-65 и модели автомобиля, обращенные в сторону киноэкрана

Таким образом, каждое упражнение на теневом тренажере является индивидуальным и не подлежит ни точному программированию, ни воспроизведению.

Решение таких задач, как формирование умственных навыков, прогнозирование ситуаций, тренировка действий в сложной дорожной обстановке, на теневом тренажере затруднено из-за отсутствия других участников движения, а также из-за того, что модель автомобиля установлена в помещении неподвижно и не позволяет моделировать действующих на водителя боковых ускорений.

Тот факт, что «эффект присутствия» при теневой проекции получается довольно полный, а обратная связь по скорости и направлению хорошо соответствует реальной, может ввести в заблуждение относительно целесообразности применения теневых тренажеров, которые успешно моделируют лишь движение по пустынной дороге, когда учащийся находится на проезжей части в полном одиночестве. Но пока не разработаны системы теневой проекции, которые позволили бы вводить в дорожную обстановку других участников дорожного движения – автомобили или пешеходов. Поэтому все предметы и препятствия на дороге могут быть только неподвижными. Такой тренажер может быть эффективен лишь на начальном этапе обучения. Однако наибольшая сложность управления транспортным средством заключается во взаимодействии с другими участниками движения, когда степень неопределенности неограниченно возрастает. Особенно эта неопределенность увеличивается при неправильном и нелогичном (с точки зрения других водителей) поведения одного из участников движения.

Вождение автомобиля по пустынной дороге особого умения не требует и легко осваивается большинством учащихся после минимального ознакомления с органами управления автомобиля.

Единственная трудность, с которой при этом встречается ученик, это трогание с места. Этот процесс можно воспроизвести лишь при полном инерционно-силовом подобии тренажера и автомобиля независимо от способа воспроизведения дорожной обстановки.

Что же касается имитации аварийных ситуаций, являющихся чрезвычайно желательно, так как она позволит будущему водителю накопить некоторый опыт, не подвергаясь опасности, то воспроизведение таковой на теневом тренажере невозможно.

2. 
   Тренажер с подвижным полотном дороги. Тренажеры этого типа появились раньше других, однако, в настоящее время применение их ограничено. Это, как правило, модель автомобиля с расположенной перед ним бесконечной лентой выполненной из гибкого материла, на которой нанесена проезжая часть. Лента приводится в движение при помощи электродвигателя и обычной для автомобиля трансмиссии. Таким образом, скорость ее движения определяется числом оборотов двигателя моделирующего автомобиля и включенной в данный момент передачей. Над лентой на кронштейне подвешена миниатюрная модель автомобиля, которая перемещается в поперечном направлении при поворотах рулевого колеса.
   

Длина ленты ограничена размерами помещения, поэтому очень скоро наступает повторение дорожной ситуации. При занятиях в течение 15 минут такое повторение случается многократно. Учащийся быстро запоминает дорожную обстановку, и дальнейшее занятие становится пассивным и малоинтересным. Во избежание этого некоторые фирмы запатентовали ряд устройств, позволяющих разнообразить дорожные ситуации. Обычно это разнообразие сводится к изменениям конфигурации дороги в плане и достигается путем установки устройства, которое непрерывно снимает старое изображение с ленты и наносит на нее новое. Смена рисунка происходит на невидимой части ленты так, что перед учащимися все время возникает новая картина.

Некоторые конструкции ленточных тренажеров снабжены кассетой, в которой находятся миниатюрные модели автомобилей. В определенные моменты эти модели автоматически выдвигаются из кассеты и фиксируются на подвижной ленте, изображая движущийся или стоящий на обочине автомобиль. Однако в любом случае этот автомобиль является лишь неподвижным препятствием, так как не имеет скорости относительно ленты и перемещается в месте с ней.

Все эти усовершенствования хотя и дополняют в некоторой степени конструкцию, однако не решают главной задачи поставленной перед тренажером. С помощью таких тренажеров можно вырабатывать первоначальную общую координацию движения и знакомить с отдельными элементами правил дорожного движения преимуществами этих типов тренажеров является их относительная простота, невысокая стоимость и малые габариты.

Одной из последних конструкций этого типа тренажеров является тренажер «Дегенер».

Этот тренажер состоит из модели автомобиля и подвижной ленты с нанесенным на ней дорожным полотном. В качестве дополнительного оборудования имеются зеркала заднего вида (центральное и боковое), в которых периодически появляются изображение «движущихся» позади автомобилей. Особенностью этой конструкции, выгодно отличающей ее от ранее выпускавшихся, является то, что модель автомобиля, управляемая учащимся, не подвешена на кронштейне, а опирается своими колесами непосредственно на полотно дороги. Вращая рулевое колесо, учащийся поворачивает управляемые колеса модели и таким образом перемещает ее на дороге в поперечном направлении.

Пульт мастера производственного обучения вождению смонтирован рядом с местом учащегося и оборудован небольшим количеством приборов. На рис. 7.5 изображен общий вид ленточного тренажера. Тренажер имеет место учащегося и подвижную ленту с нанесенной на ней дорогой.

По имеющимся данным 9 ч упражнений на этом тренажере заменяют 3ч действительной учебной езды. Тренажер оборудован магнитофоном, на ленте которого воспроизводится запись указаний мастера обучения. Благодаря этому учащийся может заниматься самостоятельно.

Для увеличения «пробега» по незнакомой дороги в некоторых конструкциях ленточных тренажеров применяется складывающаяся лента. Это позволяет увеличить длину ленты до 40- 50м и значительно продлить цикл полного прохождения дороги учащимися без повторений.

Учащийся, пользуясь органами управления, выбирает скорость и направление «движения»

модели автомобиля относительно ленты.




1 - сиденье учащегося; 2- рулевое колесо; 3 - кабина учащегося; 4 - управляемая модель автомобиля; 5 - лента; 6 - ролик, печатающий дорожное полотно; 7 - ролик для нанесения краски; 8 - натяжной ролик; 9 - цилиндр для изменения уклонов ленты; 10 - вентилятор; 11 - устройство для смыва рисунка на ленте; 12 - ведущий ролик; 13 - педали управления.
Рисунок 7.5 - Ленточный тренажер
Лента, изготовленная из гибкого нерастяжимого материала, перемещается по роликам, приводимым в движение электродвигателем через трансмиссию. На одном из шкивов трансмиссии установлен тормоз. Под рулевым колесом укреплен переключатель с рычагом, действующим аналогично рычагу коробки передач. Две педали приводят в действие тормоз и сцепление, находящееся между двигателем и его шкивом. Третья педаль управления дросселем, включающим реостат. Модель автомобиля снабжена контактами, включающими цепь механизмов управления при их замыкании, размещенных на ленте. Поворот рулевого колеса через вал и трос передается на поворотную переднюю ось модели. Скорость ленты изменяется в зависимости от положения рычага коробки передач и педали управления дросселем, изменяющей положение реостата. Таким образом, пользуясь органами управления, находящимися в тренажере, можно изменять положение модели относительно дороги. На обочинах дороги, в местах, где возможен случайный выход модели за пределы дорожного покрытия, размещены контакты. В случае ошибки, когда модель выезжает на обочину, контакты замыкаются и лента останавливается.

3. 
   Телевизионные тренажеры. Конструкция этих тренажеров наиболее сложна. Как правило, они состоят из двух основных частей: макета местности с передающей камерой, установленной на самоходном шасси, и модели автомобиля, моделирующего рабочее место водителя с телеэкраном, на котором воспроизводится изображение дороги от передающей камеры. Тележка, на которой установлена передающая камера, имеет две степени свободы и управляется с места учащегося при помощи стандартных для автомобиля органов управления.
   

Телевизионный тренажер (рис. 7.6) включает в себя модель кабины автомобиля, устройство, моделирующее трансмиссию автомобиля и телевизионную систему визуализации, состоящую из макета местности, смонтированную на раме передающей камеры, которая закреплена на вращающемся основании.

Камера может поворачиваться и перемещаться вертикально по направляющим, а вместе с этими направляющими двигаться горизонтально по направляющим. Движение передающей камеры осуществляется с помощью приводных механизмов. В систему телевизионной визуализации входят: осветительная система, телевизионный проектор и экран.

Объектив камеры, перемещаясь по макету местности, передает изображение на проектор, а от него на телеэкран. Управление телекамерой осуществляется из кабины тренажера.

Акустическую информацию водитель получает при помощи громкоговорителя, который передает записанные на пленке шумы от работы двигателя, встречных и попутных автомобилей и т.д.

Тренажер имеет возможность поворачиваться вокруг горизонтальной оси, проходящей на уровне груди водителя, что позволяет воспроизводить поперечные ускорения. Для имитации поворота кабина наклонятся таким образом, что ускорение силы тяжести действует на нее в том направлении, в каком действует суммарная сила от ускорения силы тяжести и центробежного

ускорения на водителя в дорожных условиях.

Момент сопротивления повороту рулевого колеса имитируется следующим образом. Одно из управляемых колес освобождено от связи с рулевыми тягами, а второе, связанное с рулевым механизмом, установлено на поворотном круге, который, в свою очередь, связан с гидравлическим демпфером.
Рисунок 7.6 – Телевизионный тренажер
Схема управления и взаимодействия систем тренажера предусматривает возможность управления

такими характеристиками системы «водитель - автомобиль – дорога - среда», как скорость и направление ветра, коэффициент сцепления шин с дорогой, момент сопротивления на рулевом колесе, кривизна дороги, углы крена, шумы. Объективному контролю подвержены: тормозная сила, положение педали подачи топлива, скорость «движения», угол поворота рулевого колеса, показания тахометра.

На все поступающие сигналы: показание тахометра, шум движения (двигателя и шин), сопротивление на рулевом колесе - водитель реагирует поворотом рулевого колеса и изменением положением педалей подачи топлива или тормоза.

Действия учащегося, преобразованные в электрические сигналы, поступают на вход аналогового устройства. От ЭВМ осуществляется управление всеми реакциями, действующими на автомобиль и на перемещение телекамеры по макету местности, благодаря чему осуществляется обратная связь и учащийся получает информацию о положение своего автомобиля.

Телевизионные тренажеры в силу своей сложности и дороговизны, как отмечалось, не нашли широкого применения в учебных целях, но они удобны для исследования психофизиологических функций водителей, так как позволяют в широких пределах моделировать дорожные условия и управляемое движение автомобиля. С помощью тренажеров этого типа можно также исследовать поведение водителя в аварийной ситуации, если учесть, что по макету местности могут двигаться не только тележка с передающей камеры, но модели других автомобилей.

Другим примером телевизионного тренажера может служить тренажер конструкции МАДИ. Это одноместный тренажер, состоящий из модели автомобиля с телеэкраном и макета местности, по которому передвигается тележка с установленной на ней передающей телекамерой.

Тренажер представляет собой рабочее место учащегося. Все агрегаты и узлы (рулевое колесо, щиток приборов и педали управления) крепятся на трубчатой раме. Педаль управления дроссельной заслонкой связана с реостатом, при помощи которого изменяется скорость движения тележки с передающей камерой. На педалях тормоза и сцепления установлены концевые выключатели, позволяющие фиксировать моменты их нажатия и отпускания. Передающая камера соединена кабелем с телевизионным приемником, установленным в кабине учащегося. Движение камеры по макету местности осуществляется при помощи электродвигателя и редуктора, а управление телекамеры путем поворота рулевого колеса, переключения передач и перемещения педалей.

Тренажер создает «эффект присутствия», и учащийся может по своему желанию совершить любой маневр, вызывая каждый раз соответствующие изменения обстановки на экране.

Мастер обучения также может изменить дорожную обстановку, например создать помеху движению в виде встречного автомобиля ил пешехода.

В Берлине разработан тренажер, в котором зрительную информацию водитель получает от телевизионного изображения макета местности и дороги, выполненного в масштабе 1:87. Телекамера установлена на тележке. Управляющие воздействия передаются на тележку через аналоговую вычислительную машину.

На телевизионное изображение дороги накладывается изображение передней части тренажера, что помогает оценивать его положение на дороге. Звуковое устройство тренажера воспроизводит шум улицы, встречного ветра, а также шумы двигателя, трансмиссии и шин.

Сопротивление повороту управляемых колес создается с помощью нагрузочного устройства.

Для оценки действий учащегося служит управляющее и контролирующее устройство. На панели устройства расположены шесть счетчиков, регистрирующие характерные элементы вождения: число поворотов, задевание за бордюрный камень, выезды за пределы дороги, конфликты со встречными и попутными автомобилями, обгоны. При нарушениях правил дорожного движения или других ошибках передача телеизображения автоматически прекращается. На панели расположены также кнопки управления встречными и попутными автомобилями, скорость движения которых может изменяться от 0 до 120 км/ч. Изменение коэффициента сцепления шин с дорогой воспроизводится при помощи специального потенциометра.

В контрольном устройстве смонтирован самописец, который служит для объективной регистрации всех действий испытуемого или учащегося. С его помощью регистрируют: скорость и направление движения, углы поворота управляемы колес, момент на рулевом колесе, поперечные перемещения.

Ценным свойством телевизионных систем является возможность записи всего процесса тренировки с помощью видеомагнитофона. Это позволяет провести подробный разбор всех элементов занятий и анализ ошибок, допущенных учащимся. Макет местности может быть расположен в другом помещении. Это облегчает монтаж и снижает требования к помещению. При достаточно высоком качестве аппаратуры телевизионная проекция имеет значительно большую разрешающую способность, чем теневой проектор.

Благодаря тому, что телевизионное изображение может передаваться на неограниченное количество экранов, возможно дальнейшее совершенствование телевизионных тренажеров для группового обучения. Можно, например, создать такую систему, при которой один учащийся управляет передающей камерой, а несколько других – моделями автомобилей, движущимися по макету. Это открывает новые возможности для моделирования дорожных ситуаций и тренировки водителей.

4. 
   Тренажеры с кинопроектором. Тренажеры этого типа распространены в настоящее время весьма широко. Хорошо поставленный в методическом отношении фильм представляет собой ценное средство обучения и тренировки.
   

Кинофильм имеет ряд преимуществ перед другими способами визуализации и практически позволяет удовлетворить всем требованиям, предъявляемым к автомобильным тренажерам. Он обеспечивает создание условий движения, близких к реальным условиям. В отличие от ленточных и теневых тренажеров он позволяет создавать аварийные ситуации с участием других движущихся объектов.

Конструктивно кинотренажер значительно проще телевизионного, позволяет иметь большой экран, более четкое изображение, более дешев и лучше подходит в методическом плане, так как облегчает унификацию учебного процесса. Однако при всех своих преимуществах применение фильма имеет и существенный недостаток – однажды снятая обстановка зафиксирована на пленке и не может быть изменена. Поэтому, не прибегая к

специальным приемам, нельзя реализовать обратную связь, столь необходимую при обучение и тренировке.

Управляющее воздействие водителя сводится к изменению скорости и направления движения автомобиля. Если демонстрировать учащемуся фильм, снятый с движущегося автомобиля, то независимо от действий учащегося на экране будет видна та обстановка, которую «видела» камера при съемке. Поэтому, например, если на повороте дороги учащийся совсем не повернет рулевого колеса, то поворот автомобиля все равно состоится и опасности для движения не возникнет. Точно также, при виде пешехода, перебегающего дорогу перед автомобилем, учащийся, растерявшись, может не нажать на педаль тормоза. Однако, не смотря на это, движение автомобиля на экране замедлится и наезд на пешехода будет предотвращен независимо от правильности и своевременности действий учащегося.

В некоторых конструкциях тренажеров предпринимаются попытки введения обратной связи путем изменения скорости лентопротяжки при изменении положений педалей тормоза и акселератора на макете автомобиля. Однако это вносит заметное искажение наблюдаемой картины, так как при снижении частоты кадров, изменяется не только скорость управляемого макета автомобиля, но и всех остальных участников движения – автомобилей и пешеходов. Если, например, учащийся уменьшает скорость, желая пропустить автомобиль, движущийся в поперечном направлении, то на экране этот автомобиль тоже начинает двигаться замедленно. Кроме того, замедленная протяжка ленты часто ухудшает качество изображения. Таким образом, если вмешательство в скорость демонстрации фильма при показе движения по пустынной дороги еще допустимо. То при показе движения по другим участкам данный метод вряд ли можно признать целесообразным. Преодоление этого органического недостатка кинотренажеров является обязательным, так как отсутствие связи между действиями учащегося и характером движения управляемого им макета автомобиля сделает тренировки малоэффективными. Кроме того, оно исключает возможность отработки действий в аварийных ситуациях, где подразумевается наличие других движущихся объектов.

Попытки устранения отмеченного недостатка предпринимались не однократно в различных странах, в том числе и в России, однако они не дали ощутимых результатов. Лишь в самое последнее время в МАДИ была предложена схема, осуществление которой позволило преодолеть основные трудности и получить работоспособную конструкцию.

Примером автомобильного тренажера с кинопроектором может служить тренажер модели ЦКБ-У101. Это многоместный тренажер, который включает в себя шесть моделей автомобиля, где располагаются учащиеся, пульт мастера обучения, кинопроектор и киноэкран. Каждый макет автомобиля представляет собой модель рабочего места водителя в кабине грузового автомобиля. На сварной раме установлены: электродвигатель, сцепление, коробка передач с нагрузочным тормозом, все органы управления автомобилем и контрольно-измерительные приборы. Рама, на которой смонтированы перечисленные механизмы, установлена на поворотном круге и под действием рулевого управления может поворачиваться вокруг вертикальной оси влево и вправо на угол до 30˚. На пульте мастера обучения смонтированы приборы для визуального контроля действий учащегося. В частности, можно контролировать скорость «движения», положение педали сцепления, время реакции при торможении, положение рулевого колеса, включенную передачу. Показания контрольно-измерительных приборов, нагрузку на двигатель. Мастер обучения со своего пульта может менять нагрузку на трансмиссию макетов автомобилей, сообразуясь с имеющейся на экране обстановкой и возможным сопротивлением движению. На пульте мастера обучения имеется рулевое колесо, с помощью которого он поворачивает кинопроектор при поворотах дороги, вынуждая тем самым учащихся активно участвовать в процессе управления.

Тренажер У 101 не имеет обратной связи по скорости движения, так как при его разработке предполагалось, что независимость скорости демонстрации фильма от действий учащегося позволяет поставить их в объективные условия потока. Скорость своего автомобиля учащийся контролирует по спидометру и сравнивает ее со скоростью движения, указанной в фильме при помощи дорожных знаков и титров.

На рис. 7.7 показан кинотренажер конструкции Калифорнийского университета. Тренажер включает макет автомобиля, установленный задними колесами на беговые барабаны, два

кинопроектора (второй кинопроектор предназначен для демонстрации «убегающей» дороги позади автомобиля) и регистрирующую аппаратуру.

Дорожная обстановка проектируется на экран шириной 2,5 м. Обстановку позади себя водитель наблюдает через зеркало заднего вида. Кинопроектор переднего вида установлен на поворотной турели, что позволяет смещать изображение в ту или иную сторону. Скорость демонстрации фильма связана со скоростью «движения» макета автомобиля при помощи сельсинов. Поворот кинопроектора осуществляется автоматически в зависимости от характера дороги. Электрический сигнал, соответствующий кривизне дороги на данном участке, подается к электродвигателю, который поворачивает турель кинопроектора. Если водитель правильно реагирует на повороты дороги, то при помощи потенциометра, связанного с рулевым управлением макета автомобиля, он нейтрализует сигнал, вызывающий поворот кинопроектора, и дорога не «уходит» в сторону.

1 - передний экран; 2 - кинопроектор заднего вида; 3 - кинопроектор переднего вида; 4- задний экран; 5 - беговые барабаны; С - макет автомобиля; 7 - поворотные площадки
Рисунок 7.7 – Блок-схема тренажера
На данном тренажере иммитируется подъем дороги и атмосферные условия (дождь и ветер). Для иммитации подъема дороги служит гидравлический тормоз с регулируемым дросселем, с помощью которого изменяется нагрузка на транмиссию. Боковой ветер иммитируется путем поворота опорных площадок под управляемыми колесами,что создает дополнительный крутящий момент на рулевом колесе. Для полноты впечатления в период действия «ветра» включается вентилятор.

Благодаря акустическим свойствам закрытых помещений (резонансные шумы и прочие помехи) уровень звука двигателя и автомобиля, работающих в помещении, значительно выше, чем на дороге при тех же оборотах коленчатого вала и скоростях движения.

Для получения необходимого соответствия между уровнями шума спидометр макета автомобиля модифицирован таким образом, что показания его вдвое превышают действительную скорость.

На тренажере имеются две группы приборов: для контроля работы стенда и для замеров психофизиологических характеристик водителя. Вторая группа приборов обеспечивает синхронную запись следующих параметров: скорость «движения» макета автомобиля, величины перемещения педалей, величину угловых перемещений рулевого колеса, отметки различных событий и ответные действия водителя, гальваническую реакцию кожи, частоту дыхания.

Макет автомобиля поворачивается по средствам гидропривода, расположенного так же, как и пульт инструктора, позади макета. В гидроприводе использованы три гидроцилиндра, два из которых обеспечивают поворот макета относительно поперечной оси, а один – вокруг продольной.

Всеми перемещениями макета автомобиля управляет мастер обучения. Предусмотрен также вариант автоматизированного управления колебаниями макета, которое осуществляется с помощью электронной вычислительной машины. На вход вычислительной машины подаются сигналы, пропорциональные перемещениям органов управления и соответствующие характеру дороги. Для регистрации всех действий учащегося или испытуемого применяется многоканальный самописец.

Для подготовки водителей автобусов сконструирован и изготовлен тренажер с кинопроектором. Тренажер состоит из макета автомобиля, кинопроектора, экрана и устройства для синхронной записи действий учащегося. С помощью этого тренажера моделируется движение автобуса со скоростью от 10 до 120 км/ч. Оценка времени психомоторных реакций производится с точностью ±15% при помощи электросекундомера. Механизмы тренажера питаются от автомобильных аккумуляторных батарей. В тех местах кинопленки, где зафиксированы опасные ситуации, выполнены специальные метки, с помощью которых производится отсчет времени реакции водителя на данную дорожно-транспортную ситуацию.

С помощью этого тренажера при проверке 75 водителей было обнаружено, что 8% из них имеют недопустимо большое время реакции, а 7% неправильно выбрали скорость движения.

Довольно широко распространен групповой тренажер «Элан» (рис. 7.8) производства Германии. Тренажер «Элан» может применяться и как стационарная установка и как передвижная. В последнем случае тренажерный комплекс монтируется в автомобильном прицепе.

Тренажер «Элан» включает восемь макетов автомобиля, пульт мастера обучения с контрольно - регистрирующими приборами, кинопроектор и экран. Действия учащихся, записанные с помощью контрольно-регистрирующего устройства, сравниваются с эталоными.